Dangereux ou ingénieux ? La géo-ingénierie pourrait être la clé de la lutte contre le changement climatique

Le terme « géo-ingénierie » peut paraître audacieux à première vue. Comment peut-on manipuler quelque chose de naturel ou de géologique ? Pourtant, il ne s'agit pas d'agir contre le cours normal des choses. C'est bien le contraire. Souvent qualifié de « plan B pour le climat », il s'agit d'un moyen de lutter contre le réchauffement climatique. 

Le programme de recherche en géo-ingénierie solaire de l'Université Harvard définit la géo-ingénierie comme un « ensemble de technologies émergentes susceptibles de manipuler l'environnement et de compenser partiellement certains des impacts du changement climatique ». 

Le programme de géo-ingénierie de l'Université Harvard considère le domaine comme un composé de deux grandes catégories : la géo-ingénierie du carbone ou élimination du dioxyde de carbone (CDR) et la géo-ingénierie solaire ou gestion du rayonnement solaire (SRM). 

Certaines études ont intégré une troisième catégorie, la modification du temps. Ces catégories peuvent avoir d'autres sous-catégories. Mais avant de les approfondir, regardons à quoi font référence CDR et SRM.

La géo-ingénierie du carbone, ou élimination du dioxyde de carbone, comme son nom l'indique, vise à éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère. Cette approche considère l'accumulation de dioxyde de carbone dans l'atmosphère comme la cause profonde du changement climatique. Le dioxyde de carbone nuit à l'environnement en agissant sur toute la chaîne d'émission, de la concentration à l'impact en passant par la température. L'objectif de la géo-ingénierie du carbone est de rompre le lien entre les émissions et la concentration. 

C’est le lien entre la concentration et la température que la géo-ingénierie solaire ou la gestion du rayonnement solaire vise à rompre. Plus précisément, il vise à réfléchir une petite fraction de la lumière solaire dans l’espace. En augmentant la quantité de rayonnement solaire renvoyée vers l’espace, ce processus vise à refroidir la planète.  

Cependant, ces deux types de géo-ingénierie peuvent être divisés en plusieurs sous-types, en fonction de l'endroit où ils sont abordés et des zones concernées. 

Types de géo-ingénierie

La gestion du rayonnement solaire agit grâce à plusieurs technologies, notamment l’injection d’aérosols stratosphériques, la modification de l’albédo de surface et les microbulles. 

L’élimination du dioxyde de carbone, en revanche, peut se produire grâce à des interventions technologiques telles que le captage et le stockage du carbone, le captage direct de l’air, l’utilisation et le stockage du captage du carbone, la bioénergie avec captage et stockage du carbone, la fertilisation des océans, l’amélioration des intempéries et l’amélioration de la photosynthèse. Chacune de ces technologies est distincte les unes des autres. 

Injection d'aérosol stratosphérique

Ce processus vise à pulvériser de grandes quantités de minuscules particules réfléchissantes dans la stratosphère pour refroidir la planète en réfléchissant la lumière du soleil vers l'espace. La gamme proposée de particules réfléchissantes comprend des dioxydes de soufre, du sel finement pulvérisé ou du carbonate de calcium. La pulvérisation pourrait être effectuée depuis un avion utilisant des canons d'artillerie ou de gros tuyaux pour atteindre le ciel. 

Selon une étude menée par des chercheurs de l’Université d’Indiana, la diffusion de particules réfléchissant la lumière du soleil dans l’atmosphère pourrait ralentir la fonte rapide dans l’Antarctique occidental et réduire le risque d’élévation catastrophique du niveau de la mer. Paul Goddard, chercheur à l'Université d'Indiana et auteur principal de l'étude, explique les avantages potentiels de cette approche. Il États:

"Explorer les moyens de réfléchir la lumière du soleil dans l'espace avant qu'elle ne soit absorbée par le système climatique terrestre pourrait nous aider à gagner plus de temps pour lutter contre le changement climatique et éviter ou retarder les points de basculement climatiques, tels que l'effondrement de la calotte glaciaire de l'Antarctique occidental."

Modification de l'albédo de surface

Cette technique de géo-ingénierie proposée vise à réfléchir davantage de lumière solaire dans l'espace en améliorant l'albédo de la Terre, une mesure de la quantité de lumière solaire réfléchie dans l'espace par la surface de la Terre. 

Cela pourrait être réalisé de plusieurs manières, notamment en cultivant des cultures qui réfléchissent davantage la lumière, en recouvrant de vastes zones désertiques ou de glace avec des matériaux réfléchissants, en blanchissant les sommets et les toits des montagnes avec de la peinture blanche, et bien plus encore. 

Pour ajouter plus de contexte, un albédo élevé correspond au moment où la majeure partie du rayonnement est réfléchie. À l’inverse, une surface à faible albédo fait référence à des surfaces océaniques sombres qui réfléchissent une petite partie et absorbent la majeure partie du rayonnement solaire sous forme de chaleur. 

Éclaircissement des nuages ​​marins

Le but de cette technique est de générer ou de créer des nuages ​​​​plus blancs afin de réfléchir davantage de lumière solaire dans l’espace. Pour atteindre cet objectif, la technologie proposée vise à améliorer la concentration de gouttelettes nuageuses plus petites. 

Les partisans de cette technologie recommandent de projeter de grandes quantités de minuscules particules comme des aérosols de sel marin dans les nuages ​​marins, qui agiraient comme des noyaux de condensation des nuages. 

Pour que les particules atteignent les nuages, la proposition suggère d'injecter des aérosols salés dans les couches nuageuses marines en pulvérisant de l'eau de mer à partir de navires dotés de buses capables de transformer l'eau salée en minuscules particules.

Microbulles

Cette technique de géo-ingénierie propose d'injecter des microbulles dans des plans d'eau ou de l'écume marine pour les pulvériser à la surface des océans. L’objectif est de réfléchir davantage de lumière solaire dans l’espace en modifiant l’albédo des surfaces d’eau. 

Une surface d'eau plus brillante aurait un albédo plus élevé, ce qui entraînerait une absorption réduite et une moindre transformation de l'énergie solaire en chaleur. Nous allons maintenant examiner certaines des techniques d’élimination du dioxyde de carbone.

Carbon Capture and Storage

Ce procédé a été développé à l’origine par l’industrie pétrolière et est souvent appelé technique de récupération améliorée du pétrole (EDR). Il fonctionne en pompant du dioxyde de carbone sous pression dans des réservoirs de pétrole pour extraire les gisements restants des champs pétrolifères vieillissants et récupérer le pétrole qui serait autrement inaccessible. 

Capture aérienne directe

Une autre technologie proposée pour l'élimination des gaz à effet de serre (GGR), Direct Air Capture, pourrait éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère de la planète à grande échelle. La technique prévoit d'exploiter les réactions chimiques pour éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère avec des substances pouvant agir comme un filtre sélectif du dioxyde de carbone. Il existe deux procédés développés : les solvants liquides et les absorbants solides. 

Un exemple de solvant liquide pourrait être une solution d’hydroxyde forte dans laquelle le dioxyde de carbone pourrait se dissoudre. Sinon, le dioxyde de carbone pourrait adhérer à la surface d’un sorbant solide, tel qu’une résine plastique. 

Utilisation et stockage du captage du carbone

Cette technologie propose l'élimination du dioxyde de carbone en capturant les gaz issus des gaz d'échappement industriels ou directement de l'atmosphère. Le gaz capturé est utilisé comme matière première de fabrication. Il reste stocké dans les produits manufacturés jusqu'à ce qu'il soit à nouveau rejeté dans l'atmosphère. 

Cliquez ici pour consulter la liste des meilleurs titres de captage du carbone dans lesquels investir.

Bioénergie avec captage et stockage du carbone

Comme son nom l'indique, cette technique proposée vise à capturer le dioxyde de carbone provenant des applications bioénergétiques et à le stocker via le captage et le stockage du carbone ou à le réutiliser avec le captage du carbone. 

Fertilisation des océans

Cette technologie théorique suggère de déverser de grands volumes de micro et macronutriments dans des zones océaniques où la productivité biologique est faible. L’objectif est de favoriser la croissance du phytoplancton qui va absorber le dioxyde de carbone atmosphérique et le stocker. Les données disponibles pointent vers au moins seize expériences de fertilisation en haute mer au cours des dernières années 30. 

Vieillissement amélioré

L'intervention proposée d'altération accrue vise à éliminer le dioxyde de carbone en répandant de gros morceaux de matériaux rocheux sélectionnés et finement broyés sur de vastes étendues de terres, de plages et de surfaces marines. Le processus s'inspire du processus naturel d'altération des roches silicatées et carbonatées. 

Les partisans de cette théorie veulent créer un processus de carbonatation lent qui consommerait et absorberait lentement près d’un milliard de tonnes de dioxyde de carbone de l’atmosphère chaque année. 

Photosynthèse améliorée

Une photosynthèse améliorée remplirait son objectif en manipulant génétiquement les plantes et les algues. Cela fonctionnerait sur des cultures comme le riz, le blé, le coton et les arbres. L’objectif est de faire en sorte que ces cultures métabolisent davantage de dioxyde de carbone en partant du principe que ces plantes pourraient stocker davantage de carbone au sol. 

Avec toutes ces interventions de géo-ingénierie prêtes à être entreprises, il faut estimer soigneusement dans quelle mesure elles pourraient être bénéfiques ou dangereuses dans leurs applications dans la vie réelle. Nous examinerons certaines des techniques les plus populaires ainsi que leurs avantages et inconvénients.

Les avantages et les dangers potentiels de la géo-ingénierie

Avantages et inconvénients de Injection d'aérosol stratosphérique

Ce processus pourrait s’avérer un remède au réchauffement climatique en compensant le réchauffement de la planète dû au doublement du dioxyde de carbone. Puisqu’il fonctionne sur le modèle de la façon dont les grandes éruptions volcaniques refroidissent la planète, il s’agit d’un processus connu. C’est également abordable et réalisable. 

Les inconvénients attendus pourraient être une réduction des précipitations ou une modification des climats régionaux, entraînant des risques naturels. Ce processus n’arrêterait pas l’acidification des océans, et l’arrêt du processus pourrait entraîner un réchauffement rapide des planètes si les niveaux de dioxyde de carbone continuent d’augmenter. 

Avantages et inconvénients de Éclaircissement des nuages ​​marins

Le principal avantage de l’éclaircissement des nuages ​​marins est de compenser tout le réchauffement dû au doublement du dioxyde de carbone. Un autre avantage important de ce processus pourrait être la possibilité de refroidir les pôles davantage que les tropiques, ralentissant ou stoppant la perte de glace. Le processus ne nécessite pas de produits chimiques toxiques et est abordable et réalisable. 

Cependant, il ne faut pas oublier que l’éclaircissement des nuages ​​marins en est encore à un stade théorique, sans qu’aucun test réel ne soit effectué et que les technologies nécessaires ne soient pratiquement pas disponibles. Le processus pourrait réduire les précipitations et modifier les climats régionaux avec des effets aussi désastreux que l’assèchement de l’Amazonie. 

Avantages et inconvénients de Photosynthèse améliorée

Le plan est de transformer les plantes en biochar et de leur faire absorber le carbone pour finir par le mélanger au sol. L’un des principaux avantages de ce processus est qu’il est sûr et qu’il vise à ralentir le changement climatique plutôt qu’à tenter de l’inverser radicalement. Contrairement à de nombreuses autres technologies de géo-ingénierie, la photosynthèse améliorée a le pouvoir de ralentir le taux d’acidification des océans. 

Cependant, l’efficacité accrue de la photosynthèse n’a pas encore été établie. De nombreux experts estiment que cela pourrait compenser au maximum 10 pour cent du réchauffement dû au doublement du dioxyde de carbone. Le processus est également jugé incapable d’empêcher une forte élévation du niveau de la mer. 

Les avantages et les inconvénients de la fertilisation des océans

La fertilisation des océans est sans danger et vise à ralentir le rythme du changement plutôt que d’en modifier radicalement le cours. Il est également capable de ralentir le taux d’acidification des océans. 

Cependant, les scientifiques estiment que son efficacité pourrait être très limitée et ne compenser que 5 pour cent du réchauffement résultant d’un doublement du dioxyde de carbone. L’application de ce processus peut également aboutir à provoquer ou accélérer la désoxygénation des océans et à endommager les écosystèmes marins.

Bien que de nombreuses techniques de géo-ingénierie soient théoriques et attendent une application concrète, certaines entreprises ont commencé à les utiliser dans une certaine mesure.  

Entreprises travaillant sur des applications de géo-ingénierie

1. Faire des couchers de soleil

Make Sunsets fonctionne principalement avec la technique des injections d'aérosols stratosphériques. Selon le données, rendu public par l'entreprise, il a lancé 28 ballons et compensé 4,791 XNUMX tonnes-années de réchauffement. L'entreprise estime que SAI est une solution immédiate et nécessaire pour refroidir la planète et peut permettre à l'humanité de gagner du temps pour passer à un avenir plus durable. 

Faire des couchers de soleil se positionne comme une entreprise de réflexion du soleil qui crée des nuages ​​réfléchissants biodégradables à haute altitude pour refroidir la planète. Son siège social est situé à Box Elder, dans le Dakota du Sud, aux États-Unis. La société a levé un financement de pré-amorçage de 750,000 2022 $ US auprès de Boost VC et du Pioneer Fund en décembre XNUMX. 

Géo-ingénierie : dangereuse ou ingénieuse

Le changement climatique est une réalité et il est urgent de répondre le plus rapidement possible à ces préoccupations par des moyens scientifiques et technologiques. C’est à l’avenir de décider si la géo-ingénierie peut être la réponse. Il en est encore à ses débuts de mise en œuvre et de nombreuses techniques se limitent à des conceptualisations théoriques uniquement. 

Du côté positif, la mise en œuvre du SAI s’est avérée relativement peu coûteuse par rapport à d’autres stratégies d’atténuation du changement climatique à grande échelle. S’il ne s’agit pas d’un remède à part entière, il peut fonctionner comme un complément à d’autres stratégies, servant de mesure temporaire pendant que des efforts à long terme visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre sont développés et déployés. 

Mais tout cela doit être fait avec prudence. Il faut s’assurer qu’il n’y aura pas de conséquences dommageables ou involontaires, comme l’appauvrissement de la couche d’ozone ou un rebond rapide, lorsque le processus est arrêté. 

Des recherches scientifiques et technologiques supplémentaires doivent être menées pour garantir la viabilité de la géo-ingénierie. Mais cela ouvre certainement et élargit l’horizon de la pensée scientifique pour acquérir davantage d’idées sur la manière de lutter efficacement contre le changement climatique.